Способ определения распределения неоднородностей структуры кристалла

 

Использование: технологический контроль в электрооптике. Сущность изобретения: определяют для каждого элемента поверхности кристалла зависимость диэлектрической проницаемости от напряженности поля в диапазоне от Е 0 до Е U пробивное в диапазоне частот от 50 Гц и менее, определяют точки перегиба характеристик , строят зависимость значения напряженности поля точек перегиба от частоты, экстраполируют ее на значение частоты , равное нулю, и по этим значениям определяют распределение неоднородности .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 27/22.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815923/25 (22) 23,02.90 (46) 30.10.92. Ьюл, N. 40 (71) Харьковский авиационный институт им.

Н,Е.Жуковского и Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам (72) В.П.Мигаль, B.À.Óëüÿíoâ и О,Н.Чугай (56) Авторское свидетельство СССР

М 1376030, кл. 6 01 N 27/22, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N 1649405, кл. 6 01 N 27/22, 1989, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕИ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛА

Изобретение относится к оптоэлектронике, нелинейной оптике и электрооптике, оно может использоваться B полупроводниковой технологии для повышения эффективности контроля качества кристаллических материалов и изделий из них.

Известны способы определения распределения неоднородностей кристаллов, основанные на измерении величины фотопроводимости при сканировании кристалла световым зондом. Зти способы обладают одним и тем же недостатком — односторонность получаемой информации. К тому же они применимы только к фоточувствительным кристаллам.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, основанный на помещении кристалла в переменное электрическое поле и измерении для отдельных областей диэлектрических параметров, по величине которых определяют остаточные механические напряжения в этих областях. Основным недостаткомэтого спо„„5U„„ 1772711 А1 (57) Использование: технологический контроль в электрооптике. Сущность изобретения: определяют для каждого элемента поверхности кристалла зависимость диэлектрической проницаемости от напряженности поля в диапазоне от Е = 0 до Е = U пробивное в диапазоне частот от 50 Гц и менее, определяют точки перегиба характеристик. строят зависимость значения напряженности поля точек перегиба от частоты, экстра полируют ее на значение частоты, равное кулю, и по этим значениям определяют распределение неоднородности. саба является неоднозначность получаемой информации, поскольку остаточные напряжения служат лишь одной из причин неоднородности диэлектрических пар эметро кристаллов. Кдругим причинам можно отнести: изменение структуры в локальных объемах кристалла, изменение ширины запрещенной зоны, образование скоплений примесей, дефектов и т.д.

Целью изобретения является повышение достоверности определения неоднородности. Достижение этой цели обеспечит повышение эффективности контроля качества кристаллов.

Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем измерение диэлектрической проницаемости каждого участка поверхности кристалла. определяют зависимость значения диэлектрической проницаемости от значения напряженности электрического поля в диапазоне полей от нуля до пробивного и в диапазоне частот 50

Гц и менее, для каждой зависимости опре1772711

30

50 деляют значение напряженности поля, при котором нарушается линейность характеристики или имеет место перегиб ветвей петли гистерезиса, строят зависимость указанных значений напряженности поля от частоты, зкстраполируют эту зависимость на значение частоты, равной нулю, и по полученному значению напряженности поля для частоты, равной нулю, судят о распределении неоднородностей.

В предложенном способе определения распределения неоднородностей структуры кристалла новыми, в сравнении с прототипом и другими известными решениями, существенными признаками являются: измерение напряженности электрического .поля, соответствующей началу диэлектрической нелинейности, в кристаллах неполярных классов, использование напряженности поля, соответствующей точке перегиба ветвей петли гистерезиса, экстраполяция указанных значений поля на нулевую частоту.

На чертеже приведена блок-схема устройства, с помощью которого реализован предложенный способ. Устройство содер- жит соединенные электрически последовательно: генератор электрических колебаний

8, повышающий трансформатор 1, делитель напряжения 2, а также коммутатор электрических цепей 3, С перечисленными блоками электрически соединены: осциллограф 4, переменные резистор 5 и конденсатор 6, измерительный конденсатор ячеистого типа 7 с помещенным в него исследуемым кристаллом, Электрическое напряжение с выхода генератора 8, пройдя повышающий трансформатор 1, подается на вход делителя 2, имеющего выходы а,Ь и с. По отношению к выходу с потенциал выхода а больше, чем потенциал выхода b. С выхода а напряжение подается на коммутатор 3, с помощью которого к схеме подключается одна из ячеек измерительного конденсатора 7, Далее устройство работает следующим образом.

Исследуемый кристалл помещают в измерительный конденсатор матричного типа 7.

Благодаря тому, что емкость конденсатора

6 значительно превышает емкость ячейки измерительного конденсатора, а изменения потенциалов на выходах а и b делителя 2 синфазны. на экране осциллографа 4 будет видна зависимость поляризации от напряженности электрического поля. Эта зависимость идентична полевой зависимости диэлектрической проницаемости. Плавно повышают. напряжение на выходе трансформатора 1 вплоть до предпробивных полей. При необходимости с помощью переменного резистора 5 компенсируют фазовый сдвиг из-за омической проводимости кристалла. Далее определяют значение напряженности поля. при котором нарушается линейность характеристики Q (E) или имеет место перегиб ветвей петли гистерезиса, Изменяют частоту электрического поля и повторяют описанные операции определения значения напряженности поля, соответствующего началу нелинейности или перегибу ветви петли гистерезиса, Путем графической экстраполяции на нулевую частоту полученной совокупности значений напряженности поля определяют напряженнссть поя на нулевой частоте. По совокупности этих значений для различных областей кристалла судят о распределении по нему неоднородностей.

Формула изобретения

Способ определения распределения неоднородностей структуры кристалла, включающий измерение диэлектрической проницаемости каждого участка поверхности кристалла, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения неоднородностей. определяк1т зависимость значения диэлектрической проницаемости от значения напряженности электрического поля в диапазоне от нуля до пробивного в диапазоне частот 50 Гц и менее, для каждой зависимости определяют .значение напряженности поля, при котором нарушается линейность характерис гики или имеет место перегиб ветвей петли гистерезиса, строят зависимость указанных значений напряженности поля от частоты, экстраполируют эту зависимость на значение частоты, равной нулю, и по полученному значению напряженности поля для частоты. равной нулю, судят о распределении неоднородностей, 1772711

Составитель О.Чугай

Техред M,Ìoðãåíòàë

Редактор

Корректор М.Максимишинец роизвадственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3842 Тираж Подписное

ВНИ

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5